核心部分的交换技术

  • 电路交换三个阶段：建立连接——通话——释放连接。在通话时，两用户之间占用端到端的资源，而由于绝大部分时间线路都是空闲的，所以线路的传输速率往往很低。
  • 分组交换组成：报文、首部、分组。采用存储转发技术，即收到分组——存储分组——查询路由（路由选择协议）——转发分组。优点：高效、灵活、迅速、可靠。缺点：时延、开销。关键构件：路由器。
  • 报文交换整个报文传送到相邻结点，全部存储下来之后查询转发表，转发到下一个结点。

计算机网络的类别

按通信距离分：因特网、广域网、城域网、局域网、个人区域网

ps：一个国家应该算是一个”广域”网，而超过这个范围，将许多国家级的”广域”网结合在一起，就形成了目前遍布全球的”因特网”了

按信息交换方式分：电路交换网、分组交换网、总和交换网

按网络拓扑结构分：星型网、树型网、环型网、总线网、混合网

​ps：混合式拓扑(英文：Hybrid Topology)，使用任何两种或多种网络拓扑结构之组合；以这种方式，所得到的网络呈现不同标准的拓扑结构（例如：总线、星状、环状等拓扑）中的一个。

举例来说，一个树状网络连接到另一树状网络仍然是一个树状网络拓扑，而混合式拓扑是产生两种以上不同的基本的网络拓扑结构所连接。对于混合式网络中的两个常见的例子有：“星环网络”与“星状总线网络”。

​按通信介质分：双绞线网、同轴电缆网、光纤网、卫星网

按传输带宽分：基带网、宽带网

按使用范围分：公用网、专用网

按速率分：高速网、中速网、低速网

按通信传播方式分：广播式、点到点式

计算机网络的性能指标

速率：指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。b/s（bps） 如100M以太网，实际指100Mb/s。往往是指额定速率是或标称速率。

带宽：数字信道所能传送的最高速率。b/s（bps）

吞吐量：单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际数据量。其绝对上限值等于带宽。

时延：数据（一个报文或分组、甚至比特）从网络（或链路）的一段传送到另一端的时间，也称延迟。

① 发送时延：主机或路由器发送数据帧所需的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。也成传输时延。发送时延 = 数据帧长度（b） / 信道带宽（b/s） ② 传播时延：电磁波在信道中传输一定距离所需划分的时间。传播时间 = 信道长度（m） / 传输速率（m/s） ③ 处理时延：主机或路由器处理收到的分组所花费的时间。 ④ 排队时延：分组在输入队列中等待处理的时间加上其在输出队列中等待转发的时间。 综上：总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延。 注：对于高速网络链路，提高的是发送速率而不是传播速率。

时延带宽积：传播时延 * 带宽。表示链路的容量。

往返时间RTT：从发送方发送数据开始，到发送发收到接收方的确认为止，所花费的时间。

利用率：某信道有百分之几是被利用的（有数据通过）。而信道或网络利用率过高会产生非常大的时延。当前时延=空闲时时延/（1-利用率）

网络丢包率：数据包丢失部分与所传数据包总数的比值。正常传输时网络丢包率应该控制在一定范围内。

计算机网络为什么要分层？

「复杂的系统需要分层，因为每一层都需要专注于一类事情。我们的网络分层的原因也是一样，每一层只专注于做一类事情。」

「为什么计算机网络要分层呢？」,我们再来较为系统的说一说：

  1. 「各层之间相互独立」：各层之间相互独立，各层之间不需要关心其他层是如何实现的，只需要知道自己如何调用下层提供好的功能就可以了（可以简单理解为接口调用）「。这个和我们对开发时系统进行分层是一个道理。」
  2. 「提高了整体灵活性」：每一层都可以使用最适合的技术来实现，你只需要保证你提供的功能以及暴露的接口的规则没有改变就行了。「这个和我们平时开发系统的时候要求的高内聚、低耦合的原则也是可以对应上的。」
  3. 「大问题化小」：分层可以将复杂的网络间题分解为许多比较小的、界线比较清晰简单的小问题来处理和解决。这样使得复杂的计算机网络系统变得易于设计，实现和标准化。「这个和我们平时开发的时候，一般会将系统功能分解，然后将复杂的问题分解为容易理解的更小的问题是相对应的，这些较小的问题具有更好的边界（目标和接口）定义。」

说到计算机网络分层，我想到了计算机世界非常非常有名的一句话，这里分享一下：

「计算机科学领域的任何问题都可以通过增加一个间接的中间层来解决，计算机整个体系从上到下都是按照严格的层次结构设计的。」

大白：如果一层不够那就加两层吧！

计算机网络的体系结构

体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合

五层协议的体系结构 物理层：物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0 层。）物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。 数据链路层：将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上”透明“的传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。在收到数据时，控制信息使收到端直到哪个帧从哪个比特开始和结束。 网络层：选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。网络层将运输层产生的报文或用户数据报封装成分组（IP数据报）或包进行传送。 运输层：向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端对端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。（TCP、UDP） 应用层：直接为用户的应用进程提供服务（HTTP、FTP等）

OSI体系结构：物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层 TCP/IP体系结构：网络接口层、网际层IP、运输层、应用层

ISO/OSI参考模型分为多少层以及各层的功能是什么？ 分为7层，各层功能如下

物理层；实现比特流的透明传输； 数据链路层：实现差错控制、流量控制等； 网络层：实现数据分组、路由选择； 传输层：提供可靠的端到端的数据传输； 会话层：为通信进程建立连接； 表示层：数据结构表示、数据转换、加密、压缩； 应用层：提供应用程序进入OSI模型的入口。

TCP/IP参考模型分为多少层以及各层的功能是什么？ TCP/IP参考模型4层

应用层，向用户提供调用和访问网络中各种应用程序的接口 传输层，提供可靠或不可靠的端到端的数据传输； 网络层，负责相邻节点之间，数据分组的IP地址寻址与路由 网络接口层，负责通过网络发送和接受IP数据报

接口、协议、服务

协议：通信双方，相同层次间通过（ 协议 ）通信。

接口、服务：某通信实体的相邻两个层次间，下层通过（ 接口 ） 为上层提供（ 服务 ）。

理解面向连接和无连接 的服务

面向连接的服务：首先每次进行数据的传输时，要先建立一个连接，然后传输，并且在传输结束后需要断开连接 特点：静态地分配资源，传输前需要建立连接，适用于在一段时间内向一个目的地址发送大量的数据 参考模型：电话系统

无连接的服务：不需要建立连接直接进行数据的传输，报文之间相互独立 特点：动态的分配资源，适用于发送少量零星报文的情况 参考模型：邮件系统

补充一点：